Киснева фурма

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к кислородным фурмам, используемым в кислородных конвертерах для продувки металла и дожигания газов в конвертере. Наиболее близкой к объекту изобретения по технической сущности является кислородная фурма, содержащая концентричне расположенные трубы, образующие тракты для подачи окислителя для продувки, подвода и отвода охладителя, головку с центральным для дожигания окиси углерода и периферийными для продувки соплами и распределительным наконечником, а также рассекатель охладителя. Угол раскрытия центрального сопла 1,0 - 0,5° меньше угла раскрытия периферийных сопел, что снижает дальнобойность струи центрального сопла и, тем самым, обеспечивает выравнивание воздействия на расплав струй, истекающих из периферийных и центрального сопел. Однако выравнивание воздействия на расплав периферийных и центральной струй, т.е. "равножесткая" продувка всеми струями приводит к тому, что окислитель центральной струи воздействует наравне с окислителем периферийных струй в основном на глубине слои расплава и используется в большей мере на взаимодействие с углеродом чугуна, а не на дожигание окиси углерода в полости конвертера, вследствие чего не обеспечивается стехиометрическое соотношение кислорода и окиси углерода в полости конвертера над поверхностью металлической ванны и, следовательно, не обеспечивается достаточная интенсивность дожигания конвертерных газов. Кроме того, при таком истечении окислителя из головки уменьшается глубина проникновения струй в расплав, что уменьшает реакционную зону взаимодействия кислорода с углеродом чугуна и приводит к увеличению времени продувки, а, в конечном счете, к увеличению энергозатрат при выплавке стали. В основу изобретения поставлена задача такого усовершенствования кислородной Фурмы, которое за счет изменения соотношения между площадью поперечного критического сечения центрально сопла и суммарной площадью периферийных сопел, обеспечило бы интенсификацию дожигания конвертерных газов и сокращение времени продувки, и, следовательно, снижение энергозатрат при выплавке стали в конвертере. Поставленная задача решается тем, что в кислородной фурме, содержащей концентричне расположенные трубы, образующие тракты для подачи окислителя для продувки, подвода и отвода охладителя и головку с центральными для дожигания окиси углерода и периферийными для продувки соплами, согласно изобретению, площадь поперечного критического сечения центрального сопла выполнена равной 0,20 - 0,25 аналогичной суммарной площади периферийных сопел. При этом в центральном сопле между его торцом и критическим сечением установлены направляющие лопатки. Выполнение головки с центральным и периферийными продувочными соплами с отношением площади критического сечения центрального сопла к сумме площадей критических сечений периферийных сопел равным 0,20 - 0,25 позволяет получить сформированную центральным соплом "мягкую" струю окислителя, растекающуюся над поверхностью металлической ванны, захватывающую большой объем в центральной области конвертера. Растекание центральной струи окислителя над поверхностью металлической ванны без глубокого проникновения в расплав, позволяет поддерживать оптимальное количество окислителя в полости конвертера, необходимое для интенсивного дожигания выделяющегося из расплава окиси углерода, т.е. повышается интенсивность ее дожигания. Установка в центральном сопле между его торцом и критическим сечением направляющих лопаток, закручивающи х центральную струю окислителя, усиливает эффект растекания струи над поверхностью металлической ванны, увеличивает время пребывания окислителя в полости конвертера и, тем самым, также способствует повышению интенсивности дожигания окиси углерода. Одновременно предлагаемая конструкция позволяет сохранить высокую "жесткость" струй окислителя, сформированных периферийными соплами, обеспечивающую доста точную глубину проникновения кислорода в расплав. Это увеличивает зону взаимодействия углерода чугуна с кислородом, способствует снижению времени продувки. Таким образом, используя "неравножесткую" продувку, можно значительно снизить энергозатраты при выплавке стали в конвертере. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид фурмы; на фиг.2 ее поперечный разрез; на фиг.3 - графическое экспериментальное доказательство заявляемого соотношения площади критического сечения центральных сопел к суммарной площади критического сечения периферийных сопел. Кислородная фурма содержит (фиг.1, 2) концентрично расположенные трубы 1, 2, 3, образующие корпус фурмы с трактами для подвода кислорода, подвода и отвода воды, головку 4 с центральным 5 и периферийными 6 соплами, соединенными с корпусом фурмы промежуточными патрубками 7, 8, 9; тр убопроводы подвода и отвода воды 10, 11 и трубопровод подвода кислорода 12, а также направляющие лопатки 13, установленные в центральном сопле 5 головки 4. Площадь критического сечения центрального сопла 5 выполнена равной 0,20 - 0,25 суммы площадей критических сечений периферийных сопел 6. Фурма работает следующим образом. Кислород с начала продувки подают по тракту для подвода кислорода 1 через промежуточный патрубок 7 в головку 4 и через центральное сопло 5 и периферийные сопла 6 в реакционную зону конвертера. По трактам 2, 3 через промежуточные патрубки 8, 9 к головке 4 фурмы подают и отводят охлаждающую воду. В центральном сопле 5 кислород, огибая направляющие лопатки 13, образует "мягкую" стр ую, растекающуюся над поверхностью металлической ванны.